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量子重力仪研发平台

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量子重力仪研发平台

        量子重力仪研发平台可提供量子重力仪与重力测量服务。高精度量子绝对重力仪将物质波干涉的原理应用于精确测量重力场信息,由于原子物质波的波长比光波更短,进而可以提高重力测量精度。采用微观原子作为检验质量,无机械摩擦,可以克服高频振动等基本噪声的限制,能长时间连续工作。量子重力仪在绝对重力测量领域具有独特的应用价值。

平台研制的高精度量子绝对重力仪采用铷原子作为检验质量,并利用Mach-Zehnder (MZ)型原子干涉仪,突破一批核心技术主要包括大数目原子装载技术、原子干涉技术、原子末态归一化探测技术、主动隔振技术,高频率稳定性、低相位噪声光源,外磁场屏蔽技术等组成。目前,平台研制的高精度量子绝对重力仪精度达微伽量级,和传统重力仪相比,冷原子重力仪具有更好的稳定性和准确性。

科研成果

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量子重力仪实物图

        量子重力仪主要是由两部分组成,分别是重力仪探头和光电测控机柜。重力仪探头,它具备实现冷原子制备、操控原子波包实现原子物质波干涉、量子条纹获取等功能。光电测控机柜,包含电路、光学部件以及测控与数据处理软件包等关键设备,实现激光输出、电路控制和重力数据实时处理功能。量子重力仪体积小、重量轻,易于搬运,安装测量便捷。

量子重力仪主要技术指标如下:

★ 分辨率:2μGal

★ 灵敏度:20 ~ 40μGal/Hz1/2

★ 精度:5~10μGal

★ 工作范围:室内或安静环境

★ 通讯方式:串口/网口

★ 功耗:500W, 220V交流电

★ 探头体积:直径50cm×高度100cm

★ 控制机箱体积:14U标准机柜

★ 探头重量:50kg

应用前景

1)地球物理研究:地壳垂直运动的探测、地球内部物质的迁移、地球内部动力学机制研究、地质构造方面的研究、长期固体潮以及海潮的监测

2)环境监测:地下水深度或多层受水面积的监测、监测海平面、火山、地震的变化、探测陆地沉降、高原隆起、环境与灾害监测

3)资源勘探:油汽普查、矿产资源勘探

4)精密测量和校准:压力传感器和负荷传感器的校准、在国际单位制(SI)中公斤的重新定义、大G的测定和等效原理的实验、其他高精度相对重力仪的校准、建立高精度绝对重力网、探测引力波

5)惯性导航:重力标准站的确定、运动载体上建立垂线、相对重力网控制点的测定、为重力网建立大地水准连接点界定大地水准面